Інформація. Інформаційні процеси та системи(2год) Урок №1(3.9)

Матеріал з Фізмат Вікіпедії
Перейти до: навігація, пошук

Тема: Поняття про інформацію та способи її подання. Дані. Різновиди інформаційних повідомлень. Вимірювання обсягу даних. Поняття про інформаційну надлишковість повідомлень. Способи подання і кодування повідомлень, двійкове кодування. Вимірювання довжини двійкового коду. Інформаційні процеси: отримання, зберігання пошук, обробка й передавання інформації. Об’єкти та їх властивості.

Мета: Сформувати поняття інформації, даних, інформаційного повідомлення, інформаційну надлишковість повідомлень, інформатику як науку і галузь діяльності людини. Пояснити способи подання повідомлень, способи оцінювання кількості інформації. Розглянути види повідомлень, одиниці вимірювання довжини двійкового коду: біт, байт, кілобайт, мегабайт, гігабайт, терабайт; правила техніки безпеки в кабінеті інформатики. Навчити визначати довжину двійкового коду повідомлення.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.


Організаційний етап.

Ви починаєте вивчати новий предмет інформатику. Інформатика - це широка галузь новітніх технологій пов’язаних з інформаційною діяльністю людини. Друга половина ХХ ст. відзначалася бурхливим розвитком науки і техніки. Було створено багато різних апаратів і машин, яких не могли вигадати навіть найсміливіші письменники - фантасти. Розвиток фундаментальних, прикладних і технічних наук спричинив необхідність виконання безлічі розрахунків та обчислень. Для цього винайшли обчислювальні машини - комп’ютери. Необхідність найбільш раціонального та ефективного використання комп’ютерів стала причиною виникнення нової науки - інформатики. Принципами інформатики ми користуємося не тільки в наукових роботах, а й у щоденному вжитку. У побуті людина постійно прагне здобути різноманітнішу інформацію: де зайти потрібні книжки, як отримати довідку, скільки коштують олівці та зошити і т. д. Надійним інструментом і незамінним помічником у житті і діяльності людини став комп’ютер ( від англ. computer - обчислювальний пристрій). Незважаючи на різноманітність задач, що їх розв’язують за допомогою комп’ютера, принцип його застосування щоразу той самий: інформація, що вводиться до комп’ютера, обробляється з метою отримання потрібних результатів. Не випадково в США і Великій Британії навчальний курс інформатики має назву Computer Science - комп’ютерна наука. Яку роль відіграють інформація, інформатика, інформаційні технології в житті сучасної людини? На це та на інші питання ми спробуємо дати відповідь вивчаючи тему ’’ Інформація. Інформаційні процеси і системи ’’.

Оголошення теми уроку.

Вивчення нового матеріалу.

Розповідь вчителя з елементами демонстрації. Інформатика - це галузь науки, що вивчає структуру і загальні властивості інформації, а також питання пов’язані з її збиранням, зберіганням, пошуком, переробкою, перетворенням, поширенням та використанням у різних сферах діяльності.

Термін інформатика походить від двох слів: інформація й автоматика. Основа інформатики - інформаційні технології - сукупність засобів і методів, за допомогою яких здійснюються інформаційні процеси в усіх сферах життя й діяльності людини. Сьогодні в світі не має жодної науки, яка б розвивалася такими швидкими темпами, як інформатика. Основні напрямки розвитку інформатики:

- теорія інформації - вивчає властивості інформації та інформаційні процеси;

- математичне моделювання - вивчає методи обчислювальної і прикладної математики, їх застосування у різних галузях знань;

- теорія штучного інтелекту - моделює способи мислення людини;

- системний аналіз - вивчає засоби підготовки й прийняття рішень;

- біоінформатика - вивчає інформаційні процеси в біологічних системах;

- соціальна інформатика - вивчає інформаційні процеси у суспільстві;

- розробка обчислювальних систем і програмного забезпечення;

- комп’ютерна графіка, анімація, засоби мультимедіа;

- інформатизація виробництва науки, освіти, медицини, торгівлі, промисловості, сільського господарства та інших галузей людської діяльності.

Ключовим поняттям інформатики як науки є абстрактне ( не означуване ) поняття - інформація. Термін ’’ інформація ’’ походить від латинського ’’ informatio’’, що означає пояснення, виклад, тлумачення. Поняття ’’ інформація ’’ багатозначне, належить до первісних понять інформатики. Строгого означення йому не дають, але характеризують його, перераховуючи властивості інформації.


Інформація. Властивості інформації.

Хоча інформація є не означуваним, філософським поняттям, вона відіграє важливу роль у житті людини. У більшості випадків інформацію використовують для прийняття рішень. Властивості інформації: 1) Об’єктивність. Інформація - відображення зовнішнього світу, а він існує незалежно від нашої свідомості, знань, думок та суджень про нього.

2)Достовірність. Інформація є достовірною, якщо вона відображає істинний стан справ. На основі достовірної інформації приймаються правильні рішення.

3) Повнота. Інформацію можна назвати повною, якщо її достатньо для розуміння ситуації та прийняття правильного рішення.

4) Актуальність інформації - важливість, істотність для певного часу.

5) Корисність. Ступінь корисної інформації залежить від потреб конкретних людей і від тих задач, які за допомогою здобутої інформації можна розв’язати. Корисність - це практична цінність інформації для конкретної людини.

6) Зрозумілість. Інформація повинна бути представлена в доступному для сприйняття вигляді.

Спробуємо дати означення терміну ’’ інформація ’’ ( Відповіді учнів. Узагальнення. ) Таким чином інформація - це загальнонаукове поняття, яке включає обмін відомостями між людьми, між людиною й автоматичним пристроєм, між автоматичними пристроями, обмін сигналами в тваринному і рослинному світі. У широкому розумінні інформація - це відображення реального (матеріального) світу у вигляді знаків та сигналів. Повідомлення В інформаційних процесах інформація передається за допомогою повідомлень. Повідомлення існують у різних формах і можуть передаватися різними способами. Наприклад, одну і ту саму інформацію, що перебуває у формі листа, можна переслати поштою; як усне повідомлення - передати по телефону; у вигляді звукового запису - відтворити з аудіокасети; у формі новин - почути по радіо чи телебаченню; у формі азбуки Морзе - передати за допомогою сигналів. Повідомлення - це послідовності сигналів різної природи: звук, текст, зображення, жести, електричні сигнали тощо. Повідомлення можуть передаватися від людини до людини, від людини до пристрою та навпаки, а також між пристроями. Між людьми повідомлення звичайно передаються в усній чи письмовій формі, а між пристроями - за допомогою сигналів. Таким чином, існує багато видів інформації. За формою подання можна виділити наступні види інформації ( повідомлень ):

1) текстова - інформація, яка міститься в усній чи друкованій літературі або відображається технічними пристроями у вигляді текстів;

2) графічна - картинки, малюнки, графіки діаграми, схеми тощо;

3) звукова - усне мовлення, музичні композиції, мелодії, шумові ефекти;

4) числова - набори числових даних;

5) керувальна - вказівки, команди, накази, які передаються певним виконавцям;

6) комбінована або мультимедійна - інформація, що утворюється як комбінація об’єктів попередніх видів. Прикладом такої інформації є web-сторінки.

Інформацію ( повідомлення ) умовно можна поділити на масову та спеціалізовану. За способом сприйняття розрізняють такі види повідомлень:

- візуальні: форма предметів, колір, тексти, малюнки, скульптури, візуальні сигнали, дії;

- звукові: музика, спів птахів, крики тварин, доповідь, усне спілкування;

- тактильні: твердий - м’який, гладкий - жорсткий, рідкий - твердий;

- нюхові: різкий, їдкий, запах диму, запах парфумів тощо;

- смакові : солоний, солодкий, гіркий, кислий.

Шум Коли на істинну інформацію в процесі передачі накладаються перешкоди або шум, то така інформація називається спотвореною. Усі знають гру ’’ зіпсований телефон ’’, коли повідомлення, яке пошепки передається від одного гравця по колу, повертається до ведучого спотвореним. Іншим прикладом може бути ситуація, коли повідомлення чергового на вокзалі неможливо розчути через шум поїзда, що рухається.

Але не будь - яке повідомлення несе інформацію. Наприклад, повідомлення ’’ 2+2=4 ’’ для вас не є інформацією, бо ви це давно вже знаєте. Ту частину повідомлення, яке не несе корисної інформації, називають шумом. Прикладом шуму є повідомлення, написане, наприклад китайськими ієрогліфами або вимовлене японською мовою, якщо ми не знаємо цих мов.

Інформація може перетворитися на шум. Якщо ми почули по одному з каналів телебачення про прогноз погоди на завтра вперше, то воно несе для нас інформацію. Якщо ми того самого дня почули це повідомлення ще раз, то воно буде для нас шумом. З іншого боку, і шум може перетворитися на інформацію. Так, повідомлення формули для обчислення коренів квадратного рівняння є шумом для учня 7-го класу ( він її не розуміє ). І воно ж стає інформацією для цього учня у 8-му класі під час вивчення відповідної теми.

Кодування повідомлень

Щоб зрозуміти одне одного люди придумали назви предметів та явищ - слова. Зі слів за певними правилами утворювалися речення. Так виникли мови спілкування. Одна і та сама інформація різними мовами звучить по-різному. Мову можна розуміти як спосіб кодування інформації. Шпіони для кодування інформації створювали свої мови - системи кодування, призначені для зберігання секретності і зменшення розміру повідомлень. Щоб комп’ютер міг обробити інформацію, вона має бути представлена в закодованому вигляді, зрозумілому для комп’ютера. Кодування - це процес заміни знаків одного набору знаками іншого набору зі збереженням змісту тієї інформації, яка подається за допомогою цих знаків. Цифри можна загодовувати електричними сигналами, якими оперує комп’ютер. Для зручності технічної реалізації в комп’ютері використовуються сигнали двох рівнів. Один із них відповідає цифрі 1 - є сигнал, другий - цифрі 0 - нема сигналу. Цифри 0 і 1 називають двійковими. Вони є символами, з яких складається мова, що розуміє і використовує комп’ютер. Інформація, яку обробляє комп’ютер, кодується за допомогою цієї мови. Кодування текстової інформації. Сукупність усіх символів, за допомогою яких здійснюється спілкування з комп’ютером, утворює кодову таблицю. Однією з найбільш відомих кодових таблиць є таблиця ASCII ( Amerikan Standart Code for Information Interchange).Вона містить 256 символів. Символи в кодових таблицях нумеруються числами, і ці номери називаються кодами символів.

Aski.jpg

Одиниці вимірювання інформації.

Найменшою кількістю інформації є одне із двох можливих значень - 0 або 1. Така кількість інформації називається біт ( bit скор. від англ. binary digit - двійкова цифра ). Біт - це кількість інформації, що необхідна для однозначного визначення однієї з двох рівно ймовірних подій. Рівноймовірні - події, поява яких однаково можлива. Наприклад, при підкиданні монети можливість того, що випаде ’’ цифра ’’ або ’’ герб ’’, однакова. Біт - одиниця досить дрібна, її не достатньо для вимірювання обсягів інформації, якими оперують сучасні комп’ютери та інші обчислювальні пристрої. Тому використовують більші одиниці, основною із них є байт:

1 байт =2³=8 бітів

Байт кратний біту і послідовністю з восьми двійкових знаків 0 і 1, наприклад, 10110100 або 00101110. Ще більшими одиницями інформації є одиниці кратні байту.

1Кбайт (кілобайт) = 2¹⁰байт = 1024 байти,

1Мбайт (мегабайт) = 2¹⁰кілобайти = 1024 Кбайти,

1Гбайт (гігабайт) = 2¹⁰мегабайти = 1024 Мбайти,

1Тбайт (терабайт) = 2¹⁰гігабайти = 1024 Гбайти,

1Пбайт (петабайт) = 2¹⁰терабайти = 1024 Тбайти.

Зверніть увагу що префікс ’’ кіло ’’ означає не1000, а число 1024. Саме стільки дає піднесення двійки в десятій степені.

Інформаційні процеси

Інформаційні процеси це процеси пошуку та накопичення, опрацювання та використання, представлення, зберігання та захисту інформації.

Kanal.jpg

Осмислення набутих знань

Перегляд презентації ’’ Інформація. Інформаційні процеси ’’.

Практичне завдання.

Робота з клавіатурним тренажером. Інструктаж з техніки безпеки.

Домашнє завдання.

Прочитати розділ 1 підручника, опрацювати питання для роздумів.

Підбиття підсумків уроку.

Узагальнення навчального матеріалу. Висновки у формі запитань - відповідей. Вчитель запитує, учні відповідають.